Para se medir a temperatura de um objeto ou de uma substância utiliza-se um termômetro, que é um dispositivo que relaciona o valor de uma de suas variáveis com a temperatura. Para poder efetivamente servir como termômetro o dispositivo deve possuir uma característica básica, qual seja, a propriedade que vai ser relacionada com a temperatura (um comprimento, uma pressão, uma resistência elétrica) deve variar de uma forma tal que a sua leitura seja facilmente obtida e que as leituras realizadas nas mesmas condições sejam reprodutíveis.
O termômetro que a maioria das pessoas utiliza no dia a dia é o termômetro de mercúrio no qual a temperatura é relacionada com o comprimento da coluna do líquido metálico contido no interior do capilar de vidro. Um tipo de termômetro muito utilizado em laboratórios de pesquisa é o termopar, que é constituido basicamente por dois fios metálicos de materiais diferentes unidos formando duas junções. Quando uma das junções é mantida a uma temperatura de referência (geralmente água e gelo) e a outra junção é colocada no ambiente que se quer medir a temperatura, então sendo esta temperatura diferente da temperatura de referência aparecerá uma diferença de pontencial elétrico entre as junções. A partir desta diferença de potencial elétrico determina-se a temperatura do meio que se quer medir.
Um aspecto importante é que as temperaturas dos corpos podem ser modificadas sem necessariamente termos que colocá-los em contato com outros corpos de diferentes temperaturas. Nos chamados processos adiabáticos, o contato com outros corpos mais quentes ou mais frios não é muito importante para a transferência do calor. Por exemplo, quando se varia rapidamente o volume de um gás, comprimindo-o ou expandindo-o dentro de um reservatório, ocorre variação de temperatura sem que a temperatura das paredes do reservatório tenha muito influência sobre o fenômeno.
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